Geosynkroninen vs geostationaarinen kiertorata
Kiertorata on kaareva polku avaruudessa, jossa taivaankappaleet pyrkivät pyörimään. Kiertoradan periaate liittyy läheisesti painovoimaan, ja sitä ei selitetty selvästi ennen kuin newtonin painovoima teoria julkaistiin.
Periaatteen ymmärtämiseksi harkitse merkkijonoon kiinnitettyä palloa, jota pyöritetään merkkijonon vakiona. Jos pallo pyörii hitaammin, pallo ei suorita jaksoja, vaan romahtaa. Jos pallo pyörii erittäin nopeasti, merkkijono katkeaa ja pallo napsahtaa irti. Jos pidät narusta, tunnet pallon vedon kädestä. Tätä pallon pyrkimystä siirtyä vastaan vastustaa narun jännitys vetämällä sitä takaisin, ja pallo alkaa liikkua ympyröinä. On tietty nopeus, jolla sinun täytyy kiertää, joten nämä vastakkaiset voimat ovat tasapainossa, ja kun ne tekevät, pallon polkua voidaan pitää kiertoradana.
Tätä periaatetta tämän yksinkertaisen esimerkin takana voidaan soveltaa paljon suurempiin kohteisiin kuten planeetoihin ja kuuhun. Painovoima toimii keskiosan voimana ja pitää kohteen, joka yrittää siirtyä pois kiertoradalla, elliptisen reitin avaruudessa. Aurinkomme pitää planeetat ympärillään, ja planeetat pitävät kuut ympärillään samalla tavalla. Kiertoradalla olevan kohteen yhden syklin suorittamiseen kuluva aika tunnetaan kiertoradan jaksona. Esimerkiksi maapallon kiertorata on 365 päivää.
Geosynkroninen kiertorata on kiertorata maan ympäri, jonka kiertoratajakso on yksi tähtipäivä, ja geostationaarinen kiertorata on geosynkronisen kiertoradan erityistapaus, jossa ne asetetaan aivan päiväntasaajan yläpuolelle.
Lisätietoja geosynkronisesta kiertoradasta
Harkitse pallo ja naru uudelleen. Jos merkkijonon pituus on pieni, pallo pyörii nopeammin ja jos merkkijono on pidempi, se pyörii hitaammin. Vastaavasti pienemmällä halkaisijalla olevilla kiertoradoilla on nopeammat kiertonopeudet ja lyhyemmät kiertorajat. Jos halkaisija on suurempi, kiertoradan nopeus on hitaampi ja kiertoratajakso on pidempi. Esimerkiksi matalan maan kiertoradalla olevan kansainvälisen avaruusaseman jakso on 92 minuuttia ja kuun kiertorata on 28 päivää.
Näiden ääripäiden välillä on tietty etäisyys maasta, jossa kiertorata on yhtä suuri kuin maan kiertymäaika. Toisin sanoen kohteen kiertorata tällä kiertoradalla on yksi sivupäivä (karkeasti 23h 56m), joten maan ja kohteen kulmanopeus on samanlainen. Yksi mielenkiintoinen tulos on, että satelliitti on joka päivä samaan aikaan samassa asennossa. Se on synkronoitu maapallon pyörimisen kanssa, joten geosynkroninen kiertorata.
Kaikilla maapallon geosynkronisilla kiertoradoilla, olivatpa ne pyöreitä tai elliptisiä, puoli-pääakseli on 42 164 km.
Lisätietoja geostationaarisesta kiertoradasta
Maapallon päiväntasaajan tasossa oleva geosynkroninen kiertorata tunnetaan geostationaarisena kiertoradana. Koska kiertorata on päiväntasaajan tasolla, sillä on muu ominaisuus kuin se, että se on samassa asennossa samanaikaisesti. Kun kiertoradalla oleva esine liikkuu, myös maa liikkuu sen suuntaisesti. Siksi näyttää siltä, että objekti on aina saman pisteen yläpuolella. Näyttää siltä, että esine on kiinnitetty aivan maan jonkin pisteen yläpuolelle sen sijaan, että kiertäisi sitä.
Lähes kaikki tietoliikennesatelliitit ovat geostationaalisella kiertoradalla. Geostationaalisen kiertoradan käyttämisen tietoliikenteessä esitteli ensin sci-fi-kirjailija Arthur C Clarke, jota joskus kutsutaan nimellä Clarke Orbit. Ja satelliittien kokoelma tällä kiertoradalla tunnetaan nimellä Clarke-vyö. Nykyään sitä käytetään tietoliikenneyhteyksiin ympäri maailmaa.
Geostationaarinen kiertorata sijaitsee 35 786 km (22 236 mailia) keskimääräisen merenpinnan yläpuolella, ja Clarken kiertorata on noin 265 000 km (165 000 mailia) pitkä.
Mitä eroa on geosynkronisella ja geostationaarisella kiertoradalla?
• Kiertorata, jonka kiertorata on yksi sivupäivä, tunnetaan geosynkronisena kiertoradana. Tämän kiertoradan kohde näkyy samassa asennossa jokaisen jakson aikana. Se on synkronoitu maan pyörimisen kanssa, joten termi geosynkroninen kiertorata.
• Maapallon päiväntasaajan tasossa sijaitsevaa geosynkronista kiertorataa kutsutaan geostationaariseksi kiertoradaksi. Geostationaalisella kiertoradalla oleva kohde näyttää olevan kiinnitetty aivan maanpisteen yläpuolelle, ja se näyttää olevan paikallaan suhteessa maahan. Siksi. termi geostationaarinen kiertorata.
